电炉炼钢课件(典型钢种冶炼)41P-SN.ppt

1、第二部分是电弧炉炼钢，熔渣流动，吹氧脱碳，熔渣添加，吹氧，熔渣流动，熔渣剥离，铝插入，温度测量，添加还原剂1和还原剂2，取样和分析，1)装料熔化过程和电源可以通电，装料后熔化。炉料熔化过程图基本上可以分为四个阶段。炉料的熔化过程和操作，金属材料(固体/液体)的温升曲线，电炉冶炼典型钢种，1。滚珠轴承钢的冶炼。1.滚珠轴承钢的用途和分类(1)滚动轴承的用途：主要用于制造滚珠、滚柱、滚柱、滚针和滚动轴承的内外圈，小部分用于制造油泵、喷嘴和其他工具。(2)球轴承钢的分类根据化学成分和特性，我们将轴承分为五类(见表1-1)、表： (1-1)、表2。轴承钢化学成分和主要合金元素的影响2.1轴承钢化学成分

2、表(1-2)(%)，2.2主要元素在轴承钢中的作用。(1)碳(0.90-1.20%)，一般来说，当6%-8%的过量碳化物分布在含0.50-0.60%碳的马氏体基体上时，轴承的强度、硬度、抗疲劳性和耐磨性较好；含碳量太少，多余碳化物少，耐磨性差；高碳含量会增加钢的脆性，导致严重的碳化物偏析，影响轴承的使用寿命。(2)当添加到轴承钢中时，锰可以部分溶解在铁素体中，这增加了铁素体的强度和硬度。锰能提高钢的淬透性。当锰含量达到1.00-1.20%时，强度提高，塑性不受影响。(3)硅钢含硅，可提高铝的脱氧能力。硅在钢中形成碳化物，这可以提高固溶体的强度。钢中加入适量的硅可以提高弹性极限、屈服强度和疲劳强

3、度。(4)铬能保证钢的硬度、强度、耐磨性和抗疲劳性；铬是碳化物的形成元素之一。在含1%碳的过共析钢中，形成含铬合金渗碳体(铁、铬)3C，在退火过程中稳定，不易积累和长大，碳化物颗粒细小均匀。铬的加入使钢具有更高的淬透性。它能提高轴承钢的耐蚀性。3。轴承钢冶炼工艺(以GCr15SiMn为例，钢水总量为32t)。表(1-3)GCr 15 SimN钢的化学成分(%)，3.1冶炼前的准备。(1)轴承钢应在具有电弧炉中间炉龄的炉中熔炼。(2)炉体及设备完好，无漏水现象。(3)出钢槽、钢包、铁合金及辅助材料必须清洁干燥，炉盖应防水。3.2冶炼用混合电弧炉，用低锈碳钢和低硫低磷生铁(无切帽头)；生铁的用量是

4、30%，碳的短缺可以通过电极破损来补充。成分：1.40-1.60%碳和0.035%磷。3.3熔化期(1)吹氧助熔：当送电30分钟时，炉料呈红色，形成熔化池，开始合理吹氧助熔，但不允许埋氧管吹氧。(3)目的：提前造渣、提前脱磷，降低氧化阶段脱磷负荷。(3)炉料熔化，温度大于1560后，开始取样；熔化成分(%)表(1-4)，3.4氧化阶段(1)氧化温度在1580以上，无氧化带料；(2)采用氧气和矿石进行综合脱氧；(3)保证脱碳量为0.30-0.45%，脱碳速度为0.01%/min；(4)从加矿脱碳到熔渣的时间不得少于30分钟，以保证氧化脱碳在高温下持续剧烈沸腾，并在熔池各部位均匀进行；(5)保持纯

5、煮7-10分钟，调节锰至0.25%；(6)扒渣条件：碳约0.80%，磷0.010%，温度1580-1600。3.5还原期(1)薄渣2-3%，渣比：石灰15-20公斤/吨，萤石4-5公斤/吨，硅石3-4公斤/吨；(2)在薄渣中加入1kg/t铝进行预脱氧，用SiC粉还原。在满足脱硫的前提下，最终用少量萤石和二氧化硅将炉渣的碱度调整到R=1.5-2.0左右，出渣前炉渣是活性的；(3)加入合金，使化学成分进入中下限；硅锰添加量计算为32 * 103 *(0.95%-0.25%)/(0.95 * 0.66)=357(千克)，硅增加量为357 * 7% * 0.95/32 * 103=0.07%。氢铬的添

6、加量计算为32 * 103 *(1.35%-0.10%)/(0.95 * 0.67)=628(千克)，碳增加量为628 * 7% * 0.95/32 * 103=0.13%。(4)通电约10分钟后，合金完全熔化；(5)出钢温度控制在1580左右，出钢时需要掺入钢渣；4.LF精炼(P170) (1)包装、吹氩、加入精炼渣、下电极加热渣、测温和取样；(2)加入少量石灰、精炼渣等。继续造渣进行脱硫反应，加入硅铁粉和碳粉进行还原，保持炉内还原气氛，并保持白渣。(3)根据表(1-5)中的成分微调合金成分；铁硅添加量：32 * 103 * 0.40%/(0.75 * 0.95)=180(千克)；(4)加入

7、合金后，加热并吹氩约5分钟。成分均匀后，测量温度和样品(见表(1-6)；低频的第一个成分样品(%)如表(1-5)所示。(5)当采用“电弧炉-LF-VD”三炼钢工艺时，必须继续进行电极加热。当温度为16001620时，可将钢包吊至真空位置；LF取第二个成品样品表(1-6)，5。真空(1)钢包进入真空位置并抽真空。真空度一般在5分钟内达到67Pa，并保持真空不低于15分钟；(2)停泵，惊喜，轻轻吹氩3分钟以上；(3)停止氩气，设定氢气浓度为2.0ppm，氧气浓度为10PPm；(4)测温：在T1510浇注；否则，返回左前继续加热；2.合金结构钢的冶炼。合金结构钢简介(1)合金结构钢中的主要元素：碳、

8、硅、锰、铬、镍、钒、钼、钨、铝、钛、硼等。(2)使用合金结构钢；机械制造用钢和建筑用钢；制造各种机械零件、汽车、拖拉机、航空、造船和建筑部门制造承受各种载荷的部件；2.含钛、铝和硼的结构钢2.1 20CrMnTi、50BA、38CrMoAl的化学成分及各种元素的影响。20CrMnTi、50BA和38CrMoAl的化学成分(%)见表(2-1)。各元素的作用如下：(1)碳含量： (1)C:合金结构钢一般小于0.55%；渗碳钢：含碳量低于0.25%，使用前经过渗碳和淬火。调质钢：含碳量为0.25-0.55%，使用前高温调质。(2)硅通常以铁硅的形式加入钢中作为脱氧剂；当硅含量超过0.40%时，可以提

9、高钢的强度和硬度，但会降低钢的韧性。(3)Mn:通常用于还原和减弱硫的有害作用；锰能与铁素体形成固溶体，提高钢的强度和淬透性；当锰含量大于1.5%时，钢的塑性和韧性降低，回火脆性增加。(4)硼：结构钢的含量低于0.005%，增加了钢的淬透性；当钢中硼含量为0.007%时，容易发生热脆化。(5)钛：钛是溶解氧、脱气和固氮的良好元素；碳化钛稳定并细化晶粒，提高钢的强度；(6)铬：铬能保证钢的硬度、强度、耐磨性和抗疲劳性；使钢具有较高的淬透性；它能提高轴承钢的耐蚀性。(7)钼能提高钢的强度、淬透性、回火稳定性和高温强度；消除钢的回火脆性；(8)铝：脱氧剂和固氮剂，可细化晶粒；在结构钢中，当铝含量为1

10、.1%时，含铝钢的硬度、疲劳强度和耐磨性在渗氮后得到提高。合金结构钢的冶炼(以20CrMnTi、50BA和38CrMoAl为例，假设钢水总量为32t) 3.1冶炼前的准备(1)炉料必须是c成分：磷和硫0.80%；3.3氧化阶段(1)熔炼38CrMoAl，熔炼结束时调整钼的成分；铁钼需要量为0.17% * 32 * 103/(58% * 95%)=99(千克)。(2)炉料完全熔化，温度高于1580，进入氧化阶段。(3)碳0.30%，脱碳速度大于0.01%/分钟；(4)高温均匀沸腾、自动排渣、全脱磷、脱气和去除夹杂物；(5)氧化结束后净煮10分钟，锰=0.20%；(6)氧化末期碳、磷、硅的控制：表

11、(2-4) (7)冶炼38CrMoAl和造渣T1600氧化结束时；3.4还原期(1)应在还原期内首先插入0.5千克/吨铝；(2)薄渣量为2-3%，渣料比为石灰15-20公斤/吨，萤石4-5公斤/吨，硅石3-4公斤/吨；(3)用碳粉和碳硅粉(4Kg/t)进行扩散脱氧，还原期间保持黄白色炉渣具有良好的流动性；(4)锰铬成分调整：在钢中加入锰铬合金，调整钢中所需的铬和锰的成分；要求：20铬锰钛中铬的中下限和锰的中上限；4MnB中的锰成分根据中上限进行调整；(5)当合金完全熔化且温度为T1580时，可在一次熔炼炉中出钢；4.LF和VD精炼(1)LF站包装、吹氩、精炼渣添加、底电极加热熔渣、测温和取样；

12、(2)加入少量石灰、精炼渣等。继续造渣进行脱硫反应，并加入碳粉和硅粉(进行还原),以保持炉内还原气氛并保持白色炉渣。(3)出站前5-10天进行成分调整：a .铝、钛、硼成分调整表(2-5)，b .碳、硅成分调整要求：钢中硅成分控制在下限，碳控制在规格的中下限；(4)喂铝线0.4公斤/吨，吹氩2.5分钟；喂食后；(5)外挂袋温度的控制：20温度：t=1600-1630 40 MNB，38温度：t=1580-1600(38要求温度达到上限)(6)用真空吸尘器抽真空时，挂袋温度应提高80-100。(7)VD钢种后，为了提高合金铝、钛、硼的回收率，抽真空后可将成分调整回LF。调整要求见表(2-5)。钢

13、的外部精炼。炉外精炼的定义：2 .炉外精炼的主要优点：3 .炉外精炼的手段和内容主要包括：真空处理；吹入惰性气体；添加炉渣、脱氧剂、合金元素及其组合。方法分类：真空精炼法；非真空精炼法；喷射冶金和合金元素的特殊添加。1.钢水真空处理，真空处理的功能：脱氧、脱气和非金属夹杂物去除真空处理方法：液面脱气、滴流脱气、循环脱气和提升脱气。其次，向钢包中吹入氩气，向钢水中吹入氩气，在钢水中形成大量细小的气泡，并搅拌钢水。氩泡就像无数的小“真空室”，氢气和氮气不断地扩散到其中，所以氩泡中氢气和氮气的分压随着气泡的上升而增加。因为气泡在漂浮过程中被加热和膨胀，所以氢气和氮气的分压保持在低水平，并且氢气和氮气可以被连续去除，直到气泡从钢水中逸出。吹氩的效果：脱氧、脱碳、提高脱气效果、去除非金属夹杂物、钢水成分和温度的均匀性。钢水通常在连铸前用吹氩处理。第三，电弧加热钢包精炼法。常用方法：ASEA-SKF法、变风量法、低频法、ASEA-SKF法：真空脱气加电磁搅拌加电弧加热钢包精炼法